PhysikWer soll das bezahlen?

5,5 Milliarden kostet einem neuen Bericht zufolge der modernste Teilchenbeschleuniger der Welt. Deutsche Physiker würden ihn gerne nahe Hamburg aufbauen. von Björn Schwentker

Eigentlich haben Physiker immer nur Probleme. Zumindest, wenn sie versuchen die Welt zu verstehen. Sie begreifen die scheinbar einfachsten Fragen nicht: Wieso haben Dinge ein Gewicht? Gibt es wirklich nur drei Dimensionen? Oder vielleicht zig weitere, die wir bloß nicht wahrnehmen? Was ist die mysteriöse, dunkle Materie, aus der offenbar 80 Prozent der Masse in unserem Universums bestehen, die aber noch kein Mensch gesehen hat? Und könnten vielleicht doppelt so viele Typen von Elementarteilchen existieren wie man bisher glaubt? Um die grundlegendsten Fragen des Universums zu beantworten, hat sich bei den Physikern eine High-Tech-Version der Vogel Strauß-Methode eingebürgert: Sie verbuddeln sich in der Erde. In viele Kilometer großen unterirdischen Beschleunigermaschinen schießen sie kleinste Elementarteilchen mit gewaltigen Energien aufeinander. Aus den Fragmenten des Crashs und den neuen Elementarteilchen, die dabei entstehen, versuchen sie ihre Theorien der Welt abzuleiten.

Jetzt hat der weltweite Zusammenschluss der Teilchenphysiker in Peking erstmals einen technischen Bericht seines neuesten Mammut-Projektes vorgelegt: Der Linearbeschleuniger ILC (International Linear Collider) soll jede bisherige Maschine an Ausmaß übertreffen. Auf einer schnurgeraden Strecke von 31 Kilometern soll er Elektronen und ihre Antiteilchen, die Positronen, zu neuen Rekordgeschwindigkeiten jagen, mit denen sie schließlich aufeinanderprallen und in einem tonnenschweren Detektor von der Größe eines dreistöckigen Hauses ein ganzes Feuerwerk exotischer Partikel erzeugen. Erstmals schätzen die Forscher in ihrem Bericht auch die Kosten des seit langem geplanten Projekts: 5,5 Milliarden Euro. Damit haben die Physiker ganz bewusst ihr wohl größtes Problem öffentlich zur Diskussion gestellt: Wer soll das bezahlen?

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„Einer muss vorpreschen“, sagt Rolf-Dieter Heuer, Direktor für Teilchenphysik am Hamburger Forschungszentrum DESY. Was er nicht offen sagt: Die Hamburger träumen davon, das Prestigeprojekt an der Elbe zu verwirklichen. Dabei ist das ein offenes Geheimnis. Schon vor Jahren gab es am DESY Pläne für einen Beschleuniger namens TESLA, der von Hamburg-Bahrenfeld über Ellerhoop bis hinaus ins 31 Kilometer entfernte Westerhorn in Schleswig-Holstein reichen sollte. Doch die Bundesregierung setzte den Teilchenträumen ein jähes Ende, trotz einer positiven Empfehlung des Wissenschaftsrates. TESLA, so hieß es seitens des Forschungsministeriums 2003, solle als internationales Gemeinschaftsprojekt gebaut werden. Jetzt heißt TESLA nicht mehr TESLA, sondern ILC. So würde das offiziell natürlich kein deutscher Teilchenphysiker sagen. Auch nicht, dass die neuen ILC-Pläne nur Weiterentwicklungen der alten DESY-Entwürfe sind. Doch die Technik, die nun im neuen ILC-Bericht beschrieben wird, ist der von TESLA zum verwechseln ähnlich – in großen Teilen sogar identisch.

Vor allem die Herzstücke der Anlage wurden in Deutschland erdacht: Supraleitende Kammern aus hochreinem Niob-Metall, in denen Strom ohne Widerstand fließt. Sie beschleunigen die durchfliegenden Elektronen und Positronen, indem sie im Bruchteil von Sekunden elektrische Felder in den Kammern umpolen, die die Teilchen entweder anziehen oder abstoßen. Dabei müssen Spannungsunterschiede von 30 Millionen Volt pro Meter beherrscht werden. Die hochgenau geschliffenen Bauteile lassen sich nur in staubfreien Reinräumen montieren und müssen im Betrieb ständig durch flüssiges Helium bis fast auf den absoluten Temperatur-Nullpunkt gekühlt werden. Vor wenigen Jahren hielten viele diesen Ansatz noch für reichlich visionär. Doch am DESY gibt es diese Technologie bereits. In einer mehrere Hundert Meter großen Testanlage hat man sie aufgebaut, getestet und in Betrieb genommen. Das verschafft Hamburg einen technologischen Vorsprung vor allen anderen Standorten für den neuen Beschleuniger. Ein schlechte Wahl wäre die Elbmetropole also auch heute nicht.

Das Bundesforschungsministerium (BMBF) beeindruckt das wenig. „Deutschland wird sich aller Voraussicht nach nicht als ILC-Standort bewerben“, sagt Beatrix Vierkorn-Rudolph, die im BMBF für Großgeräte, Energie und Grundlagenforschung zuständig ist. Sie bezweifelt, dass sich jetzt schon sagen ließe, ob die Grundlagenforschung den teuren ILC überhaupt braucht. In der weltweiten Gemeinschaft der Grundlagenphysiker ist das allerdings unbestritten. Viel verspricht man sich vor allem von den einmalig hohen Energien beim Teilchen-Crash: 500 Giga-Elektronenvolt (GeV). Wollte man Elektron und Positron mit herkömmlichen Batterien so stark beschleunigen, bräuchte man dazu mehr als 300 Milliarden Stück.

Zwar wird der neue Ringbeschleuniger LHC am weltweiten Teilchen-Mekka CERN in Genf ab Herbst dieses Jahres höhere Energien erreichen. Doch dort schießt man Protonen aufeinander, die tausendmal schwerer sind als Elektron und Positron. Das hat Nachteile: Protonen bestehen wiederum aus kleineren Teilchen, den Quarks. Im Augenblick des Aufpralls entsteht darum ein wildes Durcheinander aus mehreren Quarks, ihren Kraftfeldern und unzähligen spontan erzeugten Teilchen, das sich nur begrenzt im Detail untersuchen lässt. Darum soll der LHC durch einen mächtigen Linearbeschleuniger ergänzt werden, der elementare Teilchen aufeinander schießt, die sich nicht weiter teilen lassen, so wie Elektron und Positron. Während der LHC mit roher Gewalt das Tor zu einer neuen Welt der Physik aufstößt, soll der ILC wie ein feines Spezialwerkzeug die Einzelheiten des erhofften Wunderlands erkunden. Solle das Weltbild nicht vage bleibe, führte an einem solchen Linearbeschleuniger kein Weg vorbei, sagen die Teilchenforscher.

Leserkommentare
  1. Das Projekt sollte an China oder die USA gehen. Die Professoren gehen ohnehin ins Ausland, weil es dort besser bezahlt wird. Die Entwicklung mag ja in Deutschland stattgefunden haben, aber das wird nicht in den anglophonen Geschichtsbuechern stehen. Ich darf darauf hinweisen, dass kein einziger Amerikaner oder Chinesen ernsthaft glaubt, Einstein war ein deutscher oder schweizer Physiker. Er war ein amerikanischer Physiker. Warum? Werl er etwas grosses fuer die Welt getan hat. Und grosses fuer die Welt tuen Amerikaner. (Er wurde auch zu den 100 einflussreichsten Amerikanern der Geschichte gewaehlt, Times Magazine) Die Deutschen sind ein Bauernvolk, sehr intelligent und fleissig vielleicht, aber nicht imstande andere Kulturen zu fuehren oder zu beeinflussen. Niemand (kein auslaendischer Investor) wird uns Geld geben eine 5,5 Milliarden schweren Tunnel zu bauen. Anders herum wird Deutschland sich gerne beteiligen wollen an US oder China-Projekten. Das steht in der Natur unserer Kultur: Wir sind Nachzuegler und Nachlaeufer und Anhaenger. Daher 58 Millionen Amerikaner deutscher Abstammung sind - die koennten alle hier sein, wenn wir das Potential gehabt haetten sie zu halten.

  2. 2.

    Warum gleich so aggressiv? Ich denke, Heuer dachte bei seinem Kommentar eher an Beispiele aus der juengeren Vergangenheit wie z.B. den Transrapid oder das MP3-Format. Wenn man bedenkt, dass Apple sich mit dem Verkauf von digitaler Musik saniert hat, waehrend das Fraunhofer Institut meines Wissens keinen Cent am MP3-Format verdient, kann ich Heuer eigentlich nur zustimmen.

    • mka
    • 09. Februar 2007 13:47 Uhr

    a) Der Verweis auf Transrapid und MP3 zeigt doch gerade, dass eine hier entwickelte Technik sich nicht zwingend in unternehmerischem Erfolg und Arbeitsplätzen hierzulande niederschlägt, was keinesfalls, wie gerne unterstellt wird, immer auf Fehlentscheidungen der Politik zurückzuführen ist. Niemand hat Siemens daran gehindert, MP3-Player herzustellen.

    b) Der Unterschied zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung, die direkt in ein Produkt mündet ist doch erheblich. Dass die Entdeckung der Weltformel dem Land, wo die Apparaturen dafür stehen, einen ihm exklusiven ökonomischen Nutzen brächten, halte ich doch für eine recht abenteuerliche Erwartung.

    Deshalb sollten man Herrn Heuers Satz, „Wieder einmal hätten wir etwas federführend entwickelt, das wir dann aus der Hand geben“, unter der Rubrik „politische Rhetorik“ abbuchen.

  3. 4.

    ohh! Das ist aber eine traurige Geschichte.
    Die Amerikaner haben uns nicht nur Einstein, sondern auch noch 58 Millionen intelligente, fleissige Bauern weggenommen.
    Allerdings, was würden wir denn mit denen machen wollen. Unser Land ist uns doch jetzt schon zu eng.
    Natürlich war Einstein Amerikaner. Und wissen Sie auch warum? Weil, ein wunderbarer Zug der amerikanischen Gesellschaft ist, dass jeder Mensch, egal welcher Abstammung, Amerikanischer Staatsbürger werden kann.
    Rassistische und nationalistische Tendenzen, wie Sie sie in Ihrem Kommentar pflegen, verhindern seit Jahrzehnten eine moderne Staatsbürgerschaftsregelung in Deutschland.
    Nur eine offene Gesellschaft kann sich weiterentwickeln – dann klappt's auch mit dem Tesla

    • KMurx
    • 09. Februar 2007 12:49 Uhr
    5.

    Jede Erkenntnis beinhaltet Risiken. Praktisch jede neue Technologie hat das Potential zur Waffe.

    Aber deshalb bin ich nicht bereit, den Kopf in den Sand zu stecken und der Dinge zu harren die da kommen moegen - oder auch nicht.

  4. 6.

    ohh! Das ist aber eine traurige Geschichte.
    Die Amerikaner haben uns nicht nur Einstein, sondern auch noch 58 Millionen intelligente, fleissige Bauern weggenommen.
    Allerdings, was würden wir denn mit denen machen wollen. Unser Land ist uns doch jetzt schon zu eng.
    Natürlich war Einstein Amerikaner. Und wissen Sie auch warum? Weil, ein wunderbarer Zug der amerikanischen Gesellschaft ist, dass jeder Mensch, egal welcher Abstammung, Amerikanischer Staatsbürger werden kann.
    Rassistische und nationalistische Tendenzen, wie Sie sie in Ihrem Kommentar pflegen, verhindern seit Jahrzehnten eine moderne Staatsbürgerschaftsregelung in Deutschland.
    Nur eine offene Gesellschaft kann sich weiterentwickeln – dann klappt's auch mit dem Tesla

    • Jahey
    • 08. Februar 2007 20:25 Uhr

    Soll das Projekt doch nach USA gehen. Wenn die Deutschen das Know-how liefern, werden die Profs ihre Leute schon noch da unterbirngen können. 5.5Mrd ist ne Menge Heu! Wenn Deutschland das nach Hause holen wollte müsste es ordentlich draufzahlen!
    Und seien wir ehrlich, was kann dabei herumkommen? Alle glauben das Higgs zu finden, na und und wenn schon. Es bringt doch nur einer kleinen Minderheit ein bisschen Erkenntnis. Wir sollten viel eher, das Geld für den Aufbau und Forschung in regenerative Energien oder vielleicht gar nicht Wissenschaft, vielleicht zur Entwicklungshilfe! nutzen.

    Schon verrückt wie man 5.5Mrd ausgeben kann, gleichzietig wissend wie viele Menschenleben man mit dem gleichen Geld retten könnte!

    Und hier zieht das Argument nicht, dass es sich langfristig auszahlen könnte!

  5. 8.

    ohh! Das ist aber eine traurige Geschichte.
    Die Amerikaner haben uns nicht nur Einstein, sondern auch noch 58 Millionen intelligente, fleissige Bauern weggenommen.
    Allerdings, was würden wir denn mit denen machen wollen. Unser Land ist uns doch jetzt schon zu eng.
    Natürlich war Einstein Amerikaner. Und wissen Sie auch warum? Weil, ein wunderbarer Zug der amerikanischen Gesellschaft ist, dass jeder Mensch, egal welcher Abstammung, Amerikanischer Staatsbürger werden kann.
    Rassistische und nationalistische Tendenzen, wie Sie sie in Ihrem Kommentar pflegen, verhindern seit Jahrzehnten eine moderne Staatsbürgerschaftsregelung in Deutschland.
    Nur eine offene Gesellschaft kann sich weiterentwickeln – dann klappt's auch mit dem Tesla

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  • Schlagworte Physik | Bundesregierung | Cern | Wissenschaftsrat | LHC | Proton
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